Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете [litres]
- Автор: Леенсон Илья Абрамович
- Год: 2022
- Язык: русский
- Год: Альпина
- ISBN: 9785001396451
- Жанр: Математика
Электронная книга - «Четыре дамы и молодой человек в вакууме. Нестандартные задачи обо всем на свете [litres]». Краткое содержание книги:
Иоганн Роберт Ридберг (1854–1919) – шведский физик (ридберг – единица энергии электронных уровней).
Джон Уильям Стретт, лорд Рэлей (1842–1919) – английский физик (рэлей – единица удельного акустического сопротивления).
Феликс Савар (1791–1841) – французский физик (саваp – единица интервала высоты звука).
Эрнст Вернер фон Сименс (1816–1892) – немецкий электротехник (сименс – единица электрической проводимости).
Джон Габриэль Стокс (1819–1903) – английский физик и математик (стокс – единица кинематической вязкости).
Уалек Клемент Сэбин (1868–1919) – американский физик (сэбин – единица поглощения энергии звука).
Никола Тесла (1856–1943) – сербский электротехник и радиотехник (тесла – единица магнитной индукции).
Уильям Томсон, лорд Кельвин (1824–1907) – английский физик (кельвин – единица абсолютной температурной шкалы).
Имена другим температурным шкалам дали также шведский физик и астроном Андерс Цельсий (1701–1744), немецкий физик Даниель Габриель Фаренгейт (1686–1736), французский естествоиспытатель Рене Антуан Реомюр (1683–1757), шотландский инженер и физик Уильям Джон Макуорн Ранкин (1820–1872).
Эванджелиста Торричелли (1608–1647) – итальянский физик и математик (торр – единица давления).
Джеймс Уатт (1736–1819) – шотландский изобретатель (ватт – единица мощности).
Майкл Фарадей (1791–1867) – английский физик и химик (фаpада – единица электрической емкости; фарадей – единица электрического заряда).
Энрико Ферми (1901–1954) – итальянский физик (ферми – единица длины, 10–15 м).
Дуглас Рейнер Хартри (1897–1958) – английский физик и математик (хартри – атомная единица энергии).
Альберт Эйнштейн (1879–1955) – физик (эйнштейн – единица количества квантов света, 1 моль фотонов).
Ханс Кристиан Эрстед (1777–1851) – датский физик (эpстед – единица напряженности магнитного поля).
Роланд Этвеш (1848–1919) – венгерский физик (этвеш – единица градиента ускорения свободного падения).
А также – многочисленные градусы: Боме, Сейболта, Твэделла, Энглера (ими измеряются плотность и вязкость жидкостей).
2. Физические константы
Постоянная Больцмана, постоянная Стефана – Больцмана, постоянная Авогадро, постоянная Планка, постоянная Ридберга, постоянная (число) Фарадея, радиус Бора и магнетон Бора, угол Брэгга, число Рейнольдса, модуль Юнга.
Будем считать, что скорость ядра невелика – порядка 100 м/с (на порядок меньше скорости современного артиллерийского снаряда). Чтобы успеть вскочить на ядро, надо сделать это быстро, не дольше чем, например, за 1/200 секунды (за это время ядро удалится от жерла пушки на 50 см). Значит, скорость за это время изменится до 0 до 100 м/с, чему соответствует ускорение v/t = 20 000 м/с2, или примерно 2000 g. При пересадке перегрузка удвоится. Ясно, что человек выдержать такие перегрузки не сможет – его буквально разорвет на части.
1. Правильный ответ – а. Плоскость колебаний маятника сохраняется постоянной, так как вращение Земли поворачивает только точку подвеса, не изменяя при этом плоскость колебаний. Это легко проверить экспериментально: если взять длинную тонкую нить, к концу которой привязан тяжелый груз (легкий грузик довольно быстро остановится), и раскачать такой маятник, то плоскость его колебаний не изменится, если поворачивать точку подвеса.
2. Петербург значительно ближе к полюсу, чем Париж (они расположены на широте 60 и 49° соответственно), а маятник был длиннее, чем у Фуко, поэтому кажущееся отклонение плоскости колебаний маятника в Исаакиевском соборе проявлялось более отчетливо.
3. Плоскость колебаний маятника сохраняется постоянной, хотя амплитуда колебаний (из-за трения в точке подвеса и сопротивления воздуха) со временем уменьшается. Сопротивление воздуха снижается с увеличением плотности материала, из которого сделан шар, а также при его полировке. Легкий маятник на короткой нити при его небольшом первоначальном отклонении быстро израсходует запасенную потенциальную энергию. Тяжелый маятник небольшого объема на длинной тонкой нити будет качаться долго с почти постоянным размахом. Это легко проверить экспериментально: если закрепить длинную (несколько метров) тонкую нить, к концу которой привязан тяжелый груз, он будет качаться долго, тогда как легкий грузик довольно быстро остановится из-за сопротивления воздуха.
Кроме того, опыт с длинной нитью намного нагляднее и может быть продемонстрирован большому количеству зрителей.
4. Период колебаний математического маятника (а маятник Фуко при небольшом размахе колебаний близок к нему) равен